Abstract
This paper presents experimental and numerical research results of centrifuge model tests performed to investigate the geotechnical engineering behavior of slag compaction pile as a substitute of sand compaction pile. For centrifuge model tests, bearing capacity of composit soil improved with slag compaction piles, stress concentrations in-between pile and soft clay, settlement characteristics, and failure modes were investigated with slags differing in their relative density. A slag was found to be a good substitute for a sand since the slag compaction pile model showed a greater yield stress intensity up to $30\%$ than the sand compaction pile model under the identical testing conditions. Stress concentration ratio tended to increase with the relative density of slag pile and the clear shear lines in the piles were observed at the depth of $2D{\sim}2.5D$ (D=dia. of model pile) from the top of the piles after loading tests. Numerical analysis with a software of CRISP, implemented with the modified Cam-clay model, was carried out to simulate the results of centrifuge model test. Test results about characteristics of load-settlement curves and stress concentration ratio are in relatively good agreements with numerical estimations.
본 논문은 모래다짐말뚝의 대체재로 제강슬래그를 다짐말뚝으로 사용하여 그에 따른 지반공학적 거동을 조사하기 위하여 원심모형 실험을 수행한 실험적 수치적 연구 결과이다. 제강슬래그의 상대밀도를 변화시킨 원심모형실험을 수행하여 그의 지지력 변화, 말뚝과 점토지반 사이의 응력분담비, 침하특성, 파괴메카니즘에 대하여 조사하였다. 원심모형실험결과, 슬래그다짐말뚝의 상대밀도가 증가할수록 지지력이 증가함을 확인하였으며 동일조건의 모래다짐말뚝 보다 약 $30\%$ 정도 항복하중강도가 크게 나타나 모래 대체 재료로서 효과가 있을 것으로 나타났다. 또한, 슬래그다짐말뚝의 상대밀도가 증가할수록 응력분담비는 증가하였으며 재하시험후 활동선 관찰결과 말뚝상부로 부터 $2D{\sim}2.5D$ 깊이에서 말뚝의 명료한 전단면이 발생하였다. 한편, 수정 Cam-clay 모델을 사용한 상용프로그램 CRISP을 이용하여 원심모형실험결과를 모사하였다. 하중-침하 곡선과 응력분담비의 특성에 대한 해석결과는 실험결과와 비교적 근접하였다.
